"Super-Anode" verdreifacht Batteriekapazität

Russische MISiS-Wissenschaftler setzen auf spezielle nanostrukturierten Mikrokügelchen

Evgeny Kolesnikov im Labor an der MISIS (Foto: Sergey Gnuskov, misis.ru)

Moskau (pte004/12.03.2021/06:15)

Die Anode aus Graphit ist ein wesentlicher Grund dafür, dass das Laden einer Lithium-Ionen-Batterie solange dauert. Außerdem begrenzt sie die Kapazität und verkürzt die Lebensdauer des teuren Stromspeichers. Forscher an der Nationalen Universität für Wissenschaft und Technologie https://en.misis.ru/ (MISiS) in Moskau haben jetzt eine Anode vorgestellt, die keins der Mankos des Graphit-Bauteils aufweist. Sie besteht aus porösen nanostrukturierten Mikrokugeln aus einem Oxid, das Kupfer, Zink und Eisen enthält.

[b]Lebensdauer steigt auf das fünffache[/b]

„Mit dieser Anode erhöhen wie die Kapazität um das dreifache, verglichen mit heutigen Batterien, und die Zahl der Lade- und Entladezyklen um das fünffache gegenüber Akkus mit alternativen Anoden", sagt Evgeny Kolesnikov vom Institut für funktionelle Nanosysteme und Hochtemperaturmaterialien. Das liege an der Kombination aus Nanostrukturierung und dem gewählten Material.

[b]Kügelchen entstehen aus einem Nebel[/b]

Hergestellt werden die winzigen Kügelchen mit Hilfe der Sprühpyrolyse. Dazu werden die Ionen der beteiligten Metalle in Wasser gelöst. Dieses Verdampft, wenn es Ultraschall einer bestimmten Frequenz ausgesetzt wird. Der Nebel schlägt sich auf eine 1200 Grad Celsius heißen Platte nieder. Dabei verwandelt er sich in die gewünschten Kügelchen.

Die schleppende Einführung von Elektroautos liegt nicht zuletzt an der geringen Kapazität der eingesetzten Batterien und der geringen Reichweite. Ungehindert nutzbar sind sie in Fahrzeugen, die täglich eine bestimmte Strecke zurücklegen, etwa Busse, Paketauslieferfahrzeuge oder Bahnen. Alle, die nur ein Auto für alle Zwecke haben, sind bei Fernfahrten im Nachteil, weil sie nach spätestens 400 Kilometern einen stundenlangen Ladestopp einlegen müssen.

[b]Alternativen zur Batterie[/b]

Ebenso nervig ist die schnelle Entladung von Batterien in Smartphones, Laptops und anderen mobilen elektronischen Geräten. Das ist der Grund dafür, dass Forscher in aller Welt Möglichkeiten suchen, winzige Mengen an elektrischer Energie praktisch nebenbei zu erzeugen, etwa durch die Bewegung beim Gehen und laufen oder die Nutzung der Körpertemperatur. Langlebige Akkus mit hohem Energieinhalt würden diese Bemühungen überflüssig machen.

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